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3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。我整理了浅谈3d打印技术论文，欢迎阅读!
3D打印技术
摘 要：3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析，对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。
关键词：3D打印;应用现状;教学领域
1 引言
3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为 “第三次工业革命的重要标志”，以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述
3D打印原理
3D打印(3D printing，又称三维打印)，是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。
3D打印的优势
与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。
3D打印的应用现状
近年来，3D打印得到了快速发展，几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域，使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制，打印复杂形状的各种零件，打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域，3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始，逐步发展，计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域，医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型，缺损下颌骨模型，患者外伤性脑内血肿颅脑模型等，用于辅助诊断并制定术前手术方案，降低了手术难度，减少了手术时间，为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域，3D打印建筑不需使用模板，打印的建筑物重量轻，强度大，时间短，产生的建筑垃圾及建筑粉尘少，且可以循环使用，绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用，可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。
3 3D打印在教学领域的应用
3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开，并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中，取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力，使得数字化模型能快速转化为立体实物，借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果，增强学生合作、设计、创新等能力。
打印三维教具学具辅助教学
在课程教学中，借助于多媒体教学手段，一些抽象的图像可以相对直观的显示出来，但针对的是群体，形成的是暂时的视觉感受，印象并不是很深刻，也不易理解。借助3D打印，可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具，每个同学都有机会亲手感受，而且还可以亲自设计、策划，无疑对知识点的理解，知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如：数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物，动物角色模型，且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来，如北京的胡同，同学们可以拿着模型理解胡同的特点，体验胡同文化，讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。
实习实践过程中辅助创新设计
职业学校实习实践教学活动较多，钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等，都需要借助相应的模型，并设计出一定的模型。借助于3D打印，同学们对需要设计的模型有一个大体的认识，然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程，不仅能增加学生的学习兴趣，促进学生交互学习，协作学习，且能提高学生的设计水平、思维能力和实践能力。比如在模具设计实习中，采用项目式教学法，应用3D打印，学生分组设计、分组打印，学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后，学习兴趣大增，多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。在CAD课程实践环节中，使用3D打印机，可以根据教学需要来设计教学内容，对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装，不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程，而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识，有利于日后学生进一步的学习和发展。
就业创业指导
近年来，大学毕业生人数急剧增加，就业压力增大，国家大力提倡大学生创业，整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说，有一定的专业知识，有较强的动手操作能力，有创业的热情与激情。借助于3D打印设备，创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室，利用所学的专业知识，设计出相关产品并打印出来进行销售，同时也可为社会客户提供DIY服务，收取一定的培训费和制作费，也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动，加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解，并培养创新创业意识和能力。
图书馆应用
图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务，国内的综合图书馆，如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务，高校中的上海交通大学图书馆也开展3D打印服务，并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务，通过比赛普及3D打印知识，让同学们了解3D打印前沿科技，启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机，并在保证健康和安全的基础上，充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策，并鼓励学生打印原创作品，以发挥学生的专业特长，激发学生的创造力和想象力。
4 结束语
3D打印正从工业领域，走向各个应用领域。不久的将来，也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术，促进教学模式和教学活动的创新，更好地提高教学质量和教学效果，提高学生的实践能力和创新水平。
参考文献
[1] 张飞相. 3D打印技术的发展现状及其商业模式研究[J]. 新闻传播， 2016(2)： 51-53.
[2] 李青，王青. 3D打印―一种新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4)：29-35.
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在这个过程中，竞争虽然激烈，但是苹果手机却能够独树一帜，生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计，从第一代手机到现在的6S，每年推出的产品屈指可数，但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术，变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而，3G、4G时代各个品牌的手机造型，却都是大同小异，大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作，那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的，因为手机造型的需求量非常大。 反之，3G、4G时代手机的工业设计是难的，但绝对不是因为需求量变小，有技术成分的因素，也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去，它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争，成也工业设计败也工业设计，关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样，电视机产品的工业设计也面临这个问题，发展到今天，电视机已经连边框都没有了，我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计，那手机和电视机的发展无疑会告诉你，以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展，也进一步地验证了这一点，想法人人都可以有，再加上万能的3D打印，可以想象，当人人都是设计师的时候，就不存在设计师的说法了。所以，如果我们把工业设计的重点定位在产品上，手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么，工业设计的重点只能是放在“人”身上，我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念，把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程，要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计，要走出传统的工业设计定义范畴。 三、工业设计中的造型与结构 之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想，这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上，关注的只是产品的造型色彩，甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系，也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后，发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制，特别是在结构设计这个环节，给我们造成很大的困扰和压力，更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计，这时候的造型设计必须服务结构设计，这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后，我们就得反思这个设计过程，真正产品的创新绝不是停留在造型上，绝不是被限制在结构上，相反，它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新，应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中，我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题，把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上，从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到，成熟的工业设计师在产品创新的过程中，更多的是关注人的需求，以人的需求为导向来主导设计过程，有意识地让结构设计来配合造型设计。 四、关于工业设计的改良与创新 设计的目的是为了创新，创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在，我认为我所经历过的设计，百分之九十九都是属于改良型设计，还剩的百分之一，其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机，莆田高仿鞋，它们为什么会存在并广为人知，我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计，因为我们的设计需要经历这样一个过程，借鉴的过程。但是在这个过程之后，很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新，一味地改良，导致产品没有了竞争力，企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计，而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径，从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始，就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新，应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程，从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究，进行以人为本的创新性产品设计开发。 五、工业设计的广与精 随着这几年工业设计市场的不断成熟，市场竞争也越来越激烈，怎样保证工业设计的竞争力，成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻，工业设计想做得好，就必须得把它做精，通过去细分市场来实现。一方面，我们可以专注于某个行业的工业设计，在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量，形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面，我们也可以专注于工业设计内的某个环节，比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容，也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科，美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及，它是一门系统性的综合学科，所以我认为每一个成功工业设计案例的背后，都站着一群人，而不是某一个人的功劳。 工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计，不再像以前那样，通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎，这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理，不可取，不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工，那么我们在选择工业设计的时候，就可以根据自己的实际情况，有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向，这样就可以实现工业设计的深耕细作，这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛，让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善，设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注，对人的生活和情感的关注，转向了对人类生存环境的关注，出现了很多新的设计理念：体验式设计、交互式设计、服务设计等，所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念，走进以人为本的广义工业设计概念中，与时俱进。 工业设计毕业论文优秀范文篇2 试谈实用主义工业设计 1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨 实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西，无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便，我们每天都在制造一次性餐具垃圾，每个婴儿都会用尿不湿，每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋，每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等，这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆，我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分，也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产，辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值，由于人们无休止的私欲激发了工业的生产，从而使设计不由自主的卷入其中，成了工业化的傀儡而不能自拔。 2我国设计应具有的道德及文化 在设计方面，每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德，同样，我国有着深厚的民族底蕴与传统美德，有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载，最早见于《道德经》，老子说:“道生之，德畜之，物形之，器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说，器成，需要有事物的规律与生产方法，其次是器物的文化与德行，再加上物质条件赋予其外形。可见，先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义，我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等，再加上具体产品，才能达到“器成”的要求。宋明时期，理学倡导“存天理，灭人欲”，主张抑制私人欲望，将伦理道德推向极致，这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想，但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化，毕竟器物文化来源于社会文化。 例如，宋代的瓷器，釉色朴素，形态不事雕琢;明代家具，无论造型、材料还是其中的人文思想，都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出，我国古代的正统思想重视事物的自然规律，重视人的修养及德行的提高，以禁欲来维护世间道德，可以说，体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下，显然这种思想是行不通的，因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位，每个人都在追求个人利益的最大化，都在实现自我的最大发展，也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象，但是，这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式，我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针，强调“可持续发展”目标，不再以指标作为唯一的衡量标准，经济增长由粗放型改为集约型，这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系，更加注重系统的和谐发展。试问，这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见，我们并不是没有工业设计的文化与道德，只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率，从而导致了上述问题的发生。 3设计道德回归的可能性分析 工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归，毕竟有什么样的生活道德与哲学，就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导，儒、道、释三教相融合而发展，形成我国传统哲学的基本特征，而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击，能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过，“中国未来的哲学特质，在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合，从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代，受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。 但可喜的是，近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学，逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正，开始回归“可持续发展”观，“环境友好型”“资源节约型”等，既重视效益又协调整体协调的全面发展观，颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时，主流媒体加大了工艺公告的投放力度，对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬，这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出，我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己，而是把握住了自己文化的前进方向，从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义，社会哲学、价值观问题的解决，工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学，是以个人、民主、进化的观念为基础。 4结语 工业设计道德的回归需要工业文化的回归，更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变，而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展，我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果，也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果，现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取，一味崇拜实用目标也不可取，只有将二者结合，发挥各自的优势，才能均衡社会哲学文化的体系，从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。 工业设计毕业论文优秀范文篇3 浅析混合现实技术在工业设计的作用 虚拟现实技术 虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境，此现代高科技的核心为计算机技术，进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境，用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互，进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征，是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面，通过多传感技术和并行处理技术，向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能，用户可沉浸于该虚拟境界，通过手势和语言等方式与其建立起实时交互，为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。 混和现实技术 混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术，通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象，在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象，使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境，从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息，人们在接触真实世界的同时，也可接触到虚拟的信息内容，通过叠加和补充两种信息，使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察，而非将现实世界转换为虚拟世界。 混合现实技术在工业设计中的应用 混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的，故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息，并将这些信息叠加在用户可视范围内，使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验，而注册和显示是混合现实中的关键技术，该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。 1.产品的外形设计 混合现实技术可被运用于产品外形设计，可根据对产品的研发要求，多次评测和修改产品的外形，此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义，在很大程度上减少了产品研发风险，有利于建模数据的构建，而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。 2.产品的布局设计 混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品，可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局，使设计者直观全面的观察产品设计，避免不合理的设计问题出现，最大化的提升产品结构和布局的设计，使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.) 3.产品的运动和动力学仿真 运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系，针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实，例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成，各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术，该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程，具有直观性的特点。 3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军，两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中，且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外，这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程，例如产品的维修、装配、工作和使用等过程，在网络技术发达的21世纪，产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动，在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键，对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响，例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构，使用户可快速准确的获取广告信息。 随着科学技术的发展，混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域，而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响，直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃，虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短，在一定程度上存在缺陷，但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术，实现产品生产过程的数字化，而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近，高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展，也使其成为产品设计中的主要方式。 猜你喜欢： 1. 浅谈工业设计论文范文3篇 2. 工业设计论文的范文 3. 工业设计毕业设计优秀论文 4. 工业设计毕业论文范文 5. 工业设计专业毕业论文
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